CN112191121B - 一种长晶炉工艺气混气气道 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种长晶炉工艺气混气气道，包括座体、位于座体内部的气环、至少两个进气道、覆盖在气环上的封板；所述气环包括圆柱形的侧壁，位于侧壁上端的一圈上圆环、位于侧壁下端的一圈下圆环；侧壁、上圆环下表面、下圆环上表面与内壁之间围成环向气道；所述上圆环设有与环向气道贯通的若干上气道，下圆环设有与环向气道贯通的若干下气道；各个上气道及下气道中喷出的工艺气多次相互撞击，实现较均匀的工艺气混合。
Description
技术领域
本发明属于碳化硅材料长晶炉技术领域。
背景技术
长晶炉中长晶时，常常需要在长晶炉内形成一定气氛，这种气氛往往由若干种工艺气以一定比例混合而成，气氛均匀性直接影响晶体的生成质量。
现有技术中，长晶炉多为将工艺气分别直接通入炉腔，然后在炉腔内混合，工艺气混合不均导致的晶体不良，往往不会被注意，不利于长晶工艺的定型及晶体良率的提高。
需要一种新的技术方案以解决上述技术问题。
发明内容
发明目的：本发明提供了一种长晶炉工艺气混气气道，用于解决长晶炉工艺气混合不均的问题。
技术方案：为解决上述问题，本发明可采用以下技术方案：
一种长晶炉工艺气混气气道，包括座体、位于座体内部的气环、、至少两个进气道、覆盖在气环上的封板；所述气环包括圆柱形的侧壁，位于侧壁上端的一圈上圆环、位于侧壁下端的一圈下圆环；上圆环的外径及下圆环的外径均大于侧壁的外径，所述座体包括收容气环的内壁，且所述侧壁、上圆环下表面、下圆环上表面与内壁之间围成环向气道；所述上圆环设有与环向气道贯通的若干上气道，下圆环设有与环向气道贯通的若干下气道；每个上气道的中轴线是不指向上圆环圆心而倾斜的，且该中轴线到上圆环圆心的连线与该中轴线之间形成锐角的夹角，且每个上气道的倾斜的角度与方向均相同；每个下气道的中轴线是不指向下圆环圆心而倾斜的，且该中轴线到下圆环圆心的连线与该中轴线之间形成锐角的夹角，且每个下气道的倾斜的角度与方向均相同；每个上气道与每个下气道均与气环内部连通，气环的底部为出口；所述进气道横向穿过座体并与环向气道连通，且进气道自座体的外侧向内延伸。
进一步的，所述上气道的出口吹气方向为沿着上圆环圆心顺时针方向；下气道的出口吹气方向为沿着下圆环圆心逆时针方向；或者，上气道的出口吹气方向为沿着上圆环圆心逆时针方向；下气道的出口吹气方向为沿着下圆环圆心顺时针方向。
进一步的，还包括覆盖在封板上方的压盖，所述封板收容于压盖与座体之间。
进一步的，所述封板下方与座体之间设有密封件。
进一步的，所述上圆环的外壁面设有若干向内凹的上过渡通道，该上过渡通道与上气道一一对应且将上气道与环向气道连通，所述下圆环的外壁面设有若干向内凹的下过渡通道，该下过渡通道与下气道一一对应且将下气道与环向气道连通。
有益效果：相对于现有技术，本发明提供的长晶炉工艺气混气气道中，自至少两个进气道吹入的工艺气在环形气道中初次混合，经过上气道分别进入气环内腔，并且一个上气道中的气体以一定角度顺时针(或者逆时针)喷向另一个上气道方向，在气环内腔中形成旋流，且各个上气道中喷出的工艺气多次相互撞击，实现较均匀的工艺气混合；而同样的原理，通过若干进气道吹入的工艺气在环形气道中初次混合，经过下气道分别进入气环内腔也进行初次混合后相互碰撞形成较均匀的工艺气混合。而上气道吹入气环内腔形成的上部旋流会自上而下流动，当碰到下气道吹入气环内腔形成的下部旋流时，形成气流撞击，实现三次混合。三次混合后的工艺气已经均匀性较好，经出气口吹入长晶炉的真空腔室可获得均匀的长晶气氛。
附图说明
图1是本发明长晶炉工艺气混气气道的剖视结构图。
图2是本发明中气环的立体结构示意图。
图3是气环中上气道、下气道的设置示意图。
具体实施方式
请结合图1所示，为本发明提供的一种长晶炉工艺气混气气道，包括座体2、位于座体2内部的气环1、进气道3/10、覆盖在气环上的封板6、覆盖在封板6上方的压盖4，所述封板6收容于压盖4与座体2之间。封板6下方与座体之间设有密封件5。
请结合图1及图2所示，所述气环1包括圆柱形的侧壁15，位于侧壁15上端的一圈上圆环14、位于侧壁15下端的一圈下圆环11。上圆环14的外径及下圆环11的外径均大于侧壁15的外径。所述座体2包括收容气环的内壁21，且所述侧壁21、上圆环14下表面、下圆环11上表面与内壁21之间围成环向气道9。所述上圆环14设有与环向气道9贯通的若干上气道7，下圆环11设有与环向气道9贯通的若干下气道12。
请再结合图3所示，在本发明中，每个上气道7与每个下气道12的吹气方向并不是指向上圆环、下圆环圆心的，而是将上气道7、下气道12的吹气方向进行沿着上、下圆环圆心顺时针或者逆时针方向吹出，以提供吹出的工艺气先进行混合的效果。为达到该效果，具体的结构为：每个上气道7的中轴线是不指向上圆环14圆心而倾斜的，且该中轴线到上圆环14圆心的连线与该中轴线之间形成锐角的夹角，且每个上气道7的倾斜的角度与方向均相同。每个下气道12的中轴线是不指向下圆环11圆心而倾斜的，且该中轴线到下圆环11圆心的连线与该中轴线之间形成锐角的夹角，且每个下气道12的倾斜的角度与方向均相同。每个上气道7与每个下气道12均与气环1内部连通，气环1的底部为出口13。所述进气道3、10横向穿过座体2并与环向气道9连通，且进气道3、10自座体2的外侧向内延伸气道3、10的数量至少两个，如可以设置三个或者四个，并分别从周向上的各个方向向环向气道9内吹入工艺气，使每个上气道7及每个下气道12能够同时向气环1内部吹入工艺气。
再结合图3所示，所述上圆环14的外壁面设有若干向内凹的上过渡通道71、72、73、74，该上过渡通道与上气道81、82、83、84一一对应且将上气道81、82、83、84与环向气道9连通，所述下圆环11的外壁面设有若干向内凹的下过渡通道111、112、113、114，该下过渡通道111、112、113、114与下气道一一对应且将下气道121、122、123、124与环向气道9连通。在环形气道9中初次混合后的工艺气，经过上过渡气道71、72、73、74分别进入上气道81、82、83、84，进入高温气环1内腔。上气道81中的气体以一定角度逆时针(图中方向)喷向相邻的另一个上气道82，撞击上气道82中喷出的气流，再一并喷向上气道83，如此类推，形成旋流并多次与四个上气道81、82、83、84喷出的气流撞击，实现工艺气混合；在环形气道9中初次混合后的工艺气，经过下过渡通道111、112、113、114分别进入下气道121、122、123、124进入高温气环1内腔。径向气道121中的气体以一定角度顺时针(图中方向)喷向相邻的另一个下气道122，撞击下气道122中喷出的气流，再一并喷向下气道123，如此形成旋流并多次与下气道121、122、123、124喷出的气流撞击，实现二次混合。上气道81、82、83、84与下气道121、122、123、124分别成一定角度，从而实现上、下旋流的旋转方向相反。如在本实施方式中，在图3所示方向中，上气道逆时针喷出工艺气，下气道顺时针喷出工艺气。在其他实施例中，也可以上气道顺时针喷出工艺气，下气道逆时针喷出工艺气，在此不再赘述。由于真空的原因，上部旋流会自上而下流动，当碰到下部旋流时，形成气流撞击，实现三次混合。三次混合后的工艺气经出口13进入真空腔室。
本发明具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。
Claims (4)
1.一种长晶炉工艺气混气气道，其特征在于，包括座体、位于座体内部的气环、至少两个进气道、覆盖在气环上的封板；所述气环包括圆柱形的侧壁，位于侧壁上端的一圈上圆环、位于侧壁下端的一圈下圆环；上圆环的外径及下圆环的外径均大于侧壁的外径，所述座体包括收容气环的内壁，且所述侧壁、上圆环下表面、下圆环上表面与内壁之间围成环向气道；
所述上圆环设有与环向气道贯通的若干上气道，下圆环设有与环向气道贯通的若干下气道；每个上气道的中轴线是不指向上圆环圆心而倾斜的，且该中轴线到上圆环圆心的连线与该中轴线之间形成锐角的夹角，且每个上气道的倾斜的角度与方向均相同，所述上气道的出口吹气方向为沿着上圆环圆心顺时针方向；下气道的出口吹气方向为沿着下圆环圆心逆时针方向；或者，上气道的出口吹气方向为沿着上圆环圆心逆时针方向；下气道的出口吹气方向为沿着下圆环圆心顺时针方向，所述上气道相对于所述下气道错位设置；每个下气道的中轴线是不指向下圆环圆心而倾斜的，且该中轴线到下圆环圆心的连线与该中轴线之间形成锐角的夹角，且每个下气道的倾斜的角度与方向均相同；每个上气道与每个下气道均与气环内部连通，气环的底部为出口；由于真空的原因，上部旋流会自上而下流动，当碰到下部旋流时，形成气流撞击，实现三次混合；三次混合后的工艺气经出口进入真空腔室；
所述进气道横向穿过座体并与环向气道连通，且进气道自座体的外侧向内延伸。
2.根据权利要求1所述的长晶炉工艺气混气气道，其特征在于，还包括覆盖在封板上方的压盖，所述封板收容于压盖与座体之间。
3.根据权利要求2所述的长晶炉工艺气混气气道，其特征在于，所述封板下方与座体之间设有密封件。
4.根据权利要求1所述的长晶炉工艺气混气气道，其特征在于，所述上圆环的外壁面设有若干向内凹的上过渡通道，该上过渡通道与上气道一一对应且将上气道与环向气道连通，所述下圆环的外壁面设有若干向内凹的下过渡通道，该下过渡通道与下气道一一对应且将下气道与环向气道连通。
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